手機版
紅曲是我國勞動人民智慧的結(jié)晶。紅曲中的主要微生物是紅曲霉，以前紅曲主要作為食品著色及釀酒，隨著上世紀70年代用微生物代謝物代替化學(xué)合成物質(zhì)潮流的興起，對紅曲霉的研究也在不斷深入，研究發(fā)現(xiàn)的紅曲霉的代謝產(chǎn)物也在不斷增加。了解這些知識對于更好的開發(fā)利用紅曲是非常有幫助的。
一、紅曲霉產(chǎn)生的酶
葡萄糖淀粉酶是紅曲霉產(chǎn)生的酶類中生產(chǎn)最早、研究最多的一種。某些紅曲霉產(chǎn)生的糖化酶具有很高的活性。
紅曲霉產(chǎn)生的蛋白酶也有報道。Nishikawa等的研究表明，紅曲霉產(chǎn)生的蛋白酶有多種類型。在他們研究的36個菌株中，有8株6種產(chǎn)酸性蛋白酶；24株9種產(chǎn)堿性蛋白酶；還有同時產(chǎn)兩種以上蛋白酶的菌株。Masaaki等詳細研究了用于日本紅腐乳生產(chǎn)中的紅曲霉產(chǎn)生的酸性蛋白酶：此酶在pH3.0時活力最高，最適反應(yīng)溫度550℃。有專利報道，紅曲霉產(chǎn)生的酸性羧肽酶，可以用來分解蛋白水解物中的苦味肽。
近年來，國內(nèi)對紅曲霉產(chǎn)生的酯酶進行了很多研究，主要是用于濃香型酒的生產(chǎn)。有報道說，從紅曲霉發(fā)酵物中提取的粗酶粉在環(huán)己烷中催化乙醇與己酸生成己酸乙酯，反應(yīng)3天后己酸乙酯可達27.9g/L。
還有報道說，用紅曲霉產(chǎn)生的聚氨基葡萄糖酶可以把高分子聚氨基葡萄糖降解為低分子聚氨基葡萄糖，該物質(zhì)可以抑制酪氨酸酶的活性，從而抑制黑素的形成。另外，紅曲霉產(chǎn)生的核酸酶、5＇－磷酸二酯酶、乙酰輔酶A氧化酶、α－葡萄糖苷酶等都有專利報道。
二、紅曲色素
紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的紅曲色素是迄今為止惟一由微生物代謝生成的天然色素。在紅曲霉的代謝物中，紅曲色素是研究最為廣泛和深入的。傳統(tǒng)的紅曲色素生產(chǎn)都是采用固態(tài)發(fā)酵。近十幾年液態(tài)發(fā)酵也由研究進入了應(yīng)用階段。對色素的研究重點有以下幾個方面：提高色素產(chǎn)量（色價）；改善色素在水中的溶解性及對日光的穩(wěn)定性。水溶性色素由于用途廣泛受到青睞，所以將水不溶性色素改性為水溶性色素的研究專利很多。一般認為，蛋白質(zhì)、肽、氨基酸尤其是谷氨酸在改性中起主要作用。紅曲色素的一個最大缺點就是對日光不穩(wěn)定，在日光下易褪色。有研究人員針對這兩點不足，設(shè)計了含有谷氨酸的半合成培養(yǎng)基，這樣得到的紅色素既有很好的水溶性，又有較強的抗日光作用。也有報道將紅曲紅色素與牛黃酸反應(yīng)生成新的紅色染料。
三、紅曲中的藥理活性成分
紅曲的藥用價值在我國的古籍中早有記載，但對于其中起作用的活性成分卻沒有進行過詳細研究。最早從紅曲霉中發(fā)現(xiàn)膽固醇合成抑制劑MonacolimK的是日本人遠藤章（Endo）。他的關(guān)于MonacolinK的首次報道發(fā)表在《The Journal of Antibiotics》1979年8月刊上。從這篇不長的研究報告中，可以得到不少的信息：實驗用的菌株是他們從一種泰國食品中分離出來的；采用液態(tài)發(fā)酵的方法，5升發(fā)酵液最終得到87mg的MonacolinK結(jié)晶。文章還給出了MonacolinK的性質(zhì)及降血脂的實驗結(jié)果。以后又相繼發(fā)現(xiàn)十幾種結(jié)構(gòu)類似物（統(tǒng)稱為Monacolins）。從研究資料可以看出，紅曲霉中的不少種都可以產(chǎn)生此類物質(zhì)，因此也有人認為這是Monascus屬的共同產(chǎn)物，只要條件適合都可以產(chǎn)生。從檢索文獻的結(jié)果來看，我國對MonacolinK的所有研究都在這之后。最早的研究報道是在1991年。最早的專利是1993年申請的。到目前為止，國內(nèi)相關(guān)研究報道大約有百篇，專利十余項。MonacolinK能減少膽固醇的合成，達到降血脂的目的。研究還表明，MonacolinK及其衍生物如堿金屬鹽類等，還具有抗腫瘤、治療動脈硬化、糖尿病等作用。遷啟介等研究表明，紅曲中含有降壓成分，該物質(zhì)為耐高壓、水溶性組分，推測可能是γ－氨基丁酸或某種肽。雖然功能組分還不十分明確但可以得出如下結(jié)論：紅曲具有綜合預(yù)防循環(huán)系統(tǒng)疾病的功效。
MonacolinK又稱為Lovastatin（洛伐它�。�，它汀類藥物本來是作為治療高脂血癥的，在2000年美國科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)它具有預(yù)防骨質(zhì)疏松的作用，并且它與一般的單純補鈣不同，它能防止鈣流失，因此能從根本上解決問題。我國已經(jīng)有人在2000年底申請了將紅曲用于預(yù)防骨質(zhì)疏松的專利。
它汀類藥物具有良好的降脂作用，但是它也對肝臟有損害的副作用。然而紅曲霉固態(tài)發(fā)酵的完全產(chǎn)物——紅曲，卻很少有它汀類藥物的副作用。它汀類藥物對肝臟有損害的原因是因為，它們在抑制膽固醇合成的同時也抑制了輔酶Q的生成，而輔酶Q對肝臟有保護作用。而在紅曲中不僅有Monacoilns，還同時存在輔酶Q，所以當(dāng)用紅曲的全部發(fā)酵物入藥就沒有它汀類藥物的副作用。天然物質(zhì)的復(fù)合作用當(dāng)顯一斑。
四、紅曲中的抗生物質(zhì)
古籍中對紅曲的防腐作用就有記載�，F(xiàn)代研究也表明紅曲具有抗菌活性。但是對于起作用的確切成分還無定論。香港的Wang等在上世紀80年代初將具有抗菌活性的組分命名為MonascidinA。Nozaki等報告從M.anka的培養(yǎng)液中分離出能顯著抑制B.subtilli和E.coil的組分，命名為ankalactone，該物質(zhì)無色。法國人Blanc從紅曲霉的發(fā)酵液中分離出桔霉素（Citrinin）。他從多方面對Citrinin和MonascidinA進行比較，最后確定，MonascidinA就是Citrinin。Blanc因此對Citrinin在紅曲霉中的代謝進行了一系列研究。需要說明的是，以上國外研究的結(jié)果都來自于液態(tài)發(fā)酵。
五、紅曲霉產(chǎn)生的其他代謝產(chǎn)物
捷克的Juzlova等對M.purpureus產(chǎn)生的長鏈脂肪酸進行了分析，檢出從C14～C24共39種脂肪酸。她還對紅曲霉固態(tài)及液態(tài)發(fā)酵物中的揮發(fā)性產(chǎn)物進行了分析，共檢出80多種揮發(fā)性物質(zhì)。其中不但有我們預(yù)料之中的醇、醛、酮等，也有很多構(gòu)成植物香氣的成分，如萜烯、苧烯、石竹烯、香檸檬烯、杜松烯、肉豆蔻酸等。最近，又有來自美國的對含有0.4%Monacolins的功能紅曲中其他組分的分析報道，在這個樣品中檢出的脂肪酸占2.84%，其中不飽和脂肪酸占1.43%。有油酸（0.62）、亞油酸（0.74）、亞麻酸（0.36），還有少量的花生四烯酸（0.09）。他們還檢測出多種微量元素。
我們檢測了紅曲霉產(chǎn)生的麥角固醇并且將麥角固醇的量與紅曲霉生長之間建立了數(shù)學(xué)關(guān)系。以此來表征固態(tài)發(fā)酵中紅曲霉的生長情況。利用紅曲霉生產(chǎn)輔酶Q的方法以及利用紅曲霉使脂肪酸β－氧化生成與食品風(fēng)味有關(guān)的甲基酮等都有專利報道。利用紅曲霉無色素突變株生產(chǎn)L－蘋果酸也有報道。
紅曲霉的發(fā)酵產(chǎn)物中還有許多成分不明確但有功效的物質(zhì)。如一種可用于食品添加劑的抗氧化物質(zhì)，這種物質(zhì)還可以用于肝臟缺陷的治療劑。還有人用紅曲霉好氧發(fā)酵處理含有淀粉和其他營養(yǎng)物質(zhì)的廢水減少BOD含量。日本有人用Shochu廢液培養(yǎng)紅曲霉生產(chǎn)調(diào)味品。紅曲霉還可以生產(chǎn)喂養(yǎng)雞、魚的發(fā)酵飼料。從紅曲霉的發(fā)酵產(chǎn)物中可以提取到有清潔皮膚作用的物質(zhì)。
從以上綜述可以看出，隨著對紅曲霉研究的深入，紅曲霉產(chǎn)生的代謝物正愈來愈多地被發(fā)現(xiàn)。這也意味著紅曲的應(yīng)用將會越來越廣泛。
一、紅曲霉產(chǎn)生的酶
葡萄糖淀粉酶是紅曲霉產(chǎn)生的酶類中生產(chǎn)最早、研究最多的一種。某些紅曲霉產(chǎn)生的糖化酶具有很高的活性。
紅曲霉產(chǎn)生的蛋白酶也有報道。Nishikawa等的研究表明，紅曲霉產(chǎn)生的蛋白酶有多種類型。在他們研究的36個菌株中，有8株6種產(chǎn)酸性蛋白酶；24株9種產(chǎn)堿性蛋白酶；還有同時產(chǎn)兩種以上蛋白酶的菌株。Masaaki等詳細研究了用于日本紅腐乳生產(chǎn)中的紅曲霉產(chǎn)生的酸性蛋白酶：此酶在pH3.0時活力最高，最適反應(yīng)溫度550℃。有專利報道，紅曲霉產(chǎn)生的酸性羧肽酶，可以用來分解蛋白水解物中的苦味肽。
近年來，國內(nèi)對紅曲霉產(chǎn)生的酯酶進行了很多研究，主要是用于濃香型酒的生產(chǎn)。有報道說，從紅曲霉發(fā)酵物中提取的粗酶粉在環(huán)己烷中催化乙醇與己酸生成己酸乙酯，反應(yīng)3天后己酸乙酯可達27.9g/L。
還有報道說，用紅曲霉產(chǎn)生的聚氨基葡萄糖酶可以把高分子聚氨基葡萄糖降解為低分子聚氨基葡萄糖，該物質(zhì)可以抑制酪氨酸酶的活性，從而抑制黑素的形成。另外，紅曲霉產(chǎn)生的核酸酶、5＇－磷酸二酯酶、乙酰輔酶A氧化酶、α－葡萄糖苷酶等都有專利報道。
二、紅曲色素
紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的紅曲色素是迄今為止惟一由微生物代謝生成的天然色素。在紅曲霉的代謝物中，紅曲色素是研究最為廣泛和深入的。傳統(tǒng)的紅曲色素生產(chǎn)都是采用固態(tài)發(fā)酵。近十幾年液態(tài)發(fā)酵也由研究進入了應(yīng)用階段。對色素的研究重點有以下幾個方面：提高色素產(chǎn)量（色價）；改善色素在水中的溶解性及對日光的穩(wěn)定性。水溶性色素由于用途廣泛受到青睞，所以將水不溶性色素改性為水溶性色素的研究專利很多。一般認為，蛋白質(zhì)、肽、氨基酸尤其是谷氨酸在改性中起主要作用。紅曲色素的一個最大缺點就是對日光不穩(wěn)定，在日光下易褪色。有研究人員針對這兩點不足，設(shè)計了含有谷氨酸的半合成培養(yǎng)基，這樣得到的紅色素既有很好的水溶性，又有較強的抗日光作用。也有報道將紅曲紅色素與牛黃酸反應(yīng)生成新的紅色染料。
三、紅曲中的藥理活性成分
紅曲的藥用價值在我國的古籍中早有記載，但對于其中起作用的活性成分卻沒有進行過詳細研究。最早從紅曲霉中發(fā)現(xiàn)膽固醇合成抑制劑MonacolimK的是日本人遠藤章（Endo）。他的關(guān)于MonacolinK的首次報道發(fā)表在《The Journal of Antibiotics》1979年8月刊上。從這篇不長的研究報告中，可以得到不少的信息：實驗用的菌株是他們從一種泰國食品中分離出來的；采用液態(tài)發(fā)酵的方法，5升發(fā)酵液最終得到87mg的MonacolinK結(jié)晶。文章還給出了MonacolinK的性質(zhì)及降血脂的實驗結(jié)果。以后又相繼發(fā)現(xiàn)十幾種結(jié)構(gòu)類似物（統(tǒng)稱為Monacolins）。從研究資料可以看出，紅曲霉中的不少種都可以產(chǎn)生此類物質(zhì)，因此也有人認為這是Monascus屬的共同產(chǎn)物，只要條件適合都可以產(chǎn)生。從檢索文獻的結(jié)果來看，我國對MonacolinK的所有研究都在這之后。最早的研究報道是在1991年。最早的專利是1993年申請的。到目前為止，國內(nèi)相關(guān)研究報道大約有百篇，專利十余項。MonacolinK能減少膽固醇的合成，達到降血脂的目的。研究還表明，MonacolinK及其衍生物如堿金屬鹽類等，還具有抗腫瘤、治療動脈硬化、糖尿病等作用。遷啟介等研究表明，紅曲中含有降壓成分，該物質(zhì)為耐高壓、水溶性組分，推測可能是γ－氨基丁酸或某種肽。雖然功能組分還不十分明確但可以得出如下結(jié)論：紅曲具有綜合預(yù)防循環(huán)系統(tǒng)疾病的功效。
MonacolinK又稱為Lovastatin（洛伐它�。�，它汀類藥物本來是作為治療高脂血癥的，在2000年美國科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)它具有預(yù)防骨質(zhì)疏松的作用，并且它與一般的單純補鈣不同，它能防止鈣流失，因此能從根本上解決問題。我國已經(jīng)有人在2000年底申請了將紅曲用于預(yù)防骨質(zhì)疏松的專利。
它汀類藥物具有良好的降脂作用，但是它也對肝臟有損害的副作用。然而紅曲霉固態(tài)發(fā)酵的完全產(chǎn)物——紅曲，卻很少有它汀類藥物的副作用。它汀類藥物對肝臟有損害的原因是因為，它們在抑制膽固醇合成的同時也抑制了輔酶Q的生成，而輔酶Q對肝臟有保護作用。而在紅曲中不僅有Monacoilns，還同時存在輔酶Q，所以當(dāng)用紅曲的全部發(fā)酵物入藥就沒有它汀類藥物的副作用。天然物質(zhì)的復(fù)合作用當(dāng)顯一斑。
四、紅曲中的抗生物質(zhì)
古籍中對紅曲的防腐作用就有記載�，F(xiàn)代研究也表明紅曲具有抗菌活性。但是對于起作用的確切成分還無定論。香港的Wang等在上世紀80年代初將具有抗菌活性的組分命名為MonascidinA。Nozaki等報告從M.anka的培養(yǎng)液中分離出能顯著抑制B.subtilli和E.coil的組分，命名為ankalactone，該物質(zhì)無色。法國人Blanc從紅曲霉的發(fā)酵液中分離出桔霉素（Citrinin）。他從多方面對Citrinin和MonascidinA進行比較，最后確定，MonascidinA就是Citrinin。Blanc因此對Citrinin在紅曲霉中的代謝進行了一系列研究。需要說明的是，以上國外研究的結(jié)果都來自于液態(tài)發(fā)酵。
五、紅曲霉產(chǎn)生的其他代謝產(chǎn)物
捷克的Juzlova等對M.purpureus產(chǎn)生的長鏈脂肪酸進行了分析，檢出從C14～C24共39種脂肪酸。她還對紅曲霉固態(tài)及液態(tài)發(fā)酵物中的揮發(fā)性產(chǎn)物進行了分析，共檢出80多種揮發(fā)性物質(zhì)。其中不但有我們預(yù)料之中的醇、醛、酮等，也有很多構(gòu)成植物香氣的成分，如萜烯、苧烯、石竹烯、香檸檬烯、杜松烯、肉豆蔻酸等。最近，又有來自美國的對含有0.4%Monacolins的功能紅曲中其他組分的分析報道，在這個樣品中檢出的脂肪酸占2.84%，其中不飽和脂肪酸占1.43%。有油酸（0.62）、亞油酸（0.74）、亞麻酸（0.36），還有少量的花生四烯酸（0.09）。他們還檢測出多種微量元素。
我們檢測了紅曲霉產(chǎn)生的麥角固醇并且將麥角固醇的量與紅曲霉生長之間建立了數(shù)學(xué)關(guān)系。以此來表征固態(tài)發(fā)酵中紅曲霉的生長情況。利用紅曲霉生產(chǎn)輔酶Q的方法以及利用紅曲霉使脂肪酸β－氧化生成與食品風(fēng)味有關(guān)的甲基酮等都有專利報道。利用紅曲霉無色素突變株生產(chǎn)L－蘋果酸也有報道。
紅曲霉的發(fā)酵產(chǎn)物中還有許多成分不明確但有功效的物質(zhì)。如一種可用于食品添加劑的抗氧化物質(zhì)，這種物質(zhì)還可以用于肝臟缺陷的治療劑。還有人用紅曲霉好氧發(fā)酵處理含有淀粉和其他營養(yǎng)物質(zhì)的廢水減少BOD含量。日本有人用Shochu廢液培養(yǎng)紅曲霉生產(chǎn)調(diào)味品。紅曲霉還可以生產(chǎn)喂養(yǎng)雞、魚的發(fā)酵飼料。從紅曲霉的發(fā)酵產(chǎn)物中可以提取到有清潔皮膚作用的物質(zhì)。
從以上綜述可以看出，隨著對紅曲霉研究的深入，紅曲霉產(chǎn)生的代謝物正愈來愈多地被發(fā)現(xiàn)。這也意味著紅曲的應(yīng)用將會越來越廣泛。
